專利名稱：一種編碼器輸出信號自動調幅裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光電技術領域，涉及一種對編碼器輸出信號調幅裝置的改進。
長春光機所為部隊靶場生產的跟蹤測量設備使用的編碼器，其輸出信號調幅方法是如圖1所示。當編碼器輸出的信號給入機械調節(jié)式電位計時，首先是由放大器將編碼器的輸出信號放大，然后再送入模/數(shù)轉換器轉換成數(shù)字量，最后由單片機將數(shù)字量信息采入并進行處理形成編碼器的精角度值。要提高編碼器的測量精度，需將編碼器輸出信號在送入模/數(shù)轉換器之前調節(jié)各信號之間的峰——峰值使之達到精確相等的程度，這種調節(jié)就是用手動機械式電位計來完成。在高精度測量系統(tǒng)中應用的編碼器其信號幅值直接影響測量系統(tǒng)的測量精度，所以調整信號幅值這個環(huán)節(jié)非常重要。采用手動機械式電位計調幅這種結構存在如下問題儀器在出廠前將電位計調好，當儀器出廠運達使用地點后，由于機械式電位計的抗振動能力差，或使用的環(huán)境溫度及其它某些因素的影響，使得編碼器輸出信號產生一定的漂移，盡管已在電路中想辦法進行補償，還是對精度有影響。基于上述情況常常需要研究人員跟著儀器，尤其是大型跟蹤測量設備到使用地保駕，它的使用地點多數(shù)在沙漠等艱苦地點，環(huán)境條件惡劣，在該設備上使用的是高精度絕對式編碼器，有幾十路信號需要調節(jié)，調整過程十分麻煩。
本發(fā)明的目的是克服已有技術機械調節(jié)式電位計帶來調幅麻煩且不方便的問題。調幅電路受環(huán)境溫度或其它因素影響易產生信號漂移，而影響測量設備的測量精度等問題。
本發(fā)明的詳細內容其調幅裝置如圖2和圖3所示，它包括在線路板6上安置的編碼器1、數(shù)字電位計2、放大器3、模/數(shù)轉換器4和單片機5，本發(fā)明的特征在于數(shù)字電位計2的C端與編碼器1光柵頭的輸出端相連，數(shù)字電位計2的B端接地，數(shù)字電位計2的A端與放大器3的輸入端相連，單片機5的3個I/O口端分別與數(shù)字電位計2的片選信號端CS、時鐘信號端CLK、串行口端SDI相連。
本發(fā)明的工作過程首先將調幅裝置通電，使編碼器1旋轉并產生輸出信號，并將其給入數(shù)字電位計2，由單片機5發(fā)出控制信號啟動數(shù)字電位計2，單片機5根據(jù)數(shù)字電位計2的阻值范圍向數(shù)字電位計2寫入數(shù)值來調節(jié)數(shù)字電位計2的阻值；利用多個放大器3將編碼器1的信號放大并輸出一定幅值的信號，再利用模/數(shù)轉換器4轉換成數(shù)字量信息；將數(shù)字量信息存入單片機5的內部緩沖區(qū)，并且由單片機5挑選出數(shù)字量信息的最大值Xmax和最小值Xmin；利用挑選出的最大值Xmax和最小值Xmin與單片機5寄存器內預先設定的理想數(shù)字量信息的最大值max和最小值min進行比較，當比較Xmax≠max和Xmin≠min時，則單片機5繼續(xù)給數(shù)字電位計2送入不同幅度的數(shù)值，再經過上述步驟使Xmax＝max和Xmin＝min，則單片機5對數(shù)字電位計2的閉環(huán)調整結束，此時就完成了編碼器1輸出信號的自動調幅。調幅后的編碼器信號經過模數(shù)轉換送入單片機，單片機經過數(shù)據(jù)運算，算出編碼器的精碼角度值，加上粗角度值，最后將編碼器的總角度值送給跟蹤測量系統(tǒng)。
本發(fā)明的積極效果采用數(shù)字電位計和單片機閉環(huán)控制自動調幅結構，克服了已有技術采用機械調節(jié)電位計結構帶來的調整不方便的問題，由于本發(fā)明采用自動調幅結構，當有外界環(huán)境溫度影響或其它不良影響所帶來的編碼器輸出信號幅度變化時，可通過單片機組成的閉環(huán)調幅控制系統(tǒng)自動調節(jié)電位計阻值，實現(xiàn)操作自動化及智能比。


圖1是已有技術的調幅裝置示意圖。
圖2是本發(fā)明立體結構示意圖。
圖3是本發(fā)明的電路原理示意圖。
圖4是本發(fā)明的一個實施例示意圖。
本發(fā)明的實施例如圖4所示，在電路中數(shù)字電位計2可選用市場上供應的AD8402或AD8403等數(shù)字電位計，可根據(jù)不同跟蹤設備所要求編碼器1的不同精度來選擇不同型號和不同數(shù)量的數(shù)字電位計和放大器，放大器選擇其噪聲低、低漂移，響應頻率高的放大器。模/數(shù)轉換器4根據(jù)不同使用要求選擇一個帶有多路轉換通道的8-12位的模/數(shù)轉換器。單片機5可選擇市場供應的8031，80196等。單片機若想算出編碼器的精角度值，編碼器輸出信號經數(shù)字電位計2、放大器3后，至少應有兩路相位互差90°的正、余弦信號送給模/數(shù)轉換器。
權利要求1.一種編碼器輸出信號調幅裝置，它包括編碼器1、放大器3、模/數(shù)轉換器4、單片機5、線路板6，其特征在于數(shù)字電位計2的C端與編碼器1光柵頭的輸出端相連，數(shù)字電位計2的B端接地，數(shù)字電位計2的A端與放大器3的輸入端相連，單片機5的3個I/O口端分別與數(shù)字電位計2的片選信號端CS、時鐘信號端CLK、串行口端SDI相連。
專利摘要本實用新型屬于光電技術領域,涉及一種對編碼器輸出信號調幅裝置的改進。本實用新型用編碼器的輸出信號給入數(shù)字電位計,由單片機啟動數(shù)字電位計并寫入數(shù)值來調節(jié)數(shù)字電位計的阻值,利用放大器和模/數(shù)轉換器把編碼器輸出信號變成數(shù)字量信息,單片機選出最大值和最小值并與理想的最大值和最小值進行比較來調整編碼器輸出信號的自動調幅工作。本實用新型采用閉環(huán)自動調幅克服了機械式調節(jié)電位計帶來的問題,實現(xiàn)了調幅電路的操作自動化及智能化。
文檔編號H03G3/30GK2364625SQ9920304
公開日2000年2月16日 申請日期1999年2月1日 優(yōu)先權日1999年2月1日
發(fā)明者劉晶紅 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所